Проектирование кулачкового механизма с коромысловым роликовым толкателем.

Исходными данными для проектирования кулачкового механизма с коромысловым толкателем являются: 1. Принципиальная схема кулачкового механизма (см. рис. 23.3, а); 2) закон изменения скоростицентраВролика толкателя 2 в зависимости от углаповорота кулачкаI(см. рис. 23.1,а); 3) длинатолкателя 2 (см. рис. 23.3,а); 4) путьточкиВтолкателя по ее дуговой траектории от одного крайнего положе­ния в другое (или максимальный угол поворота толкателя); 5) угловая скорость кулачка и ее направление (при этом допускается возможность реверса кулачка); б) полный фазо­вый уголповорота кулачка:(см. рис. 23.1,би рис. 23.3,в); 7) допустимый угол давления

Этапы проектирования механизма с коромысловым толкателем те же, что и для механизма с прямолинейно движущимся толкате­лем: I) определение основных размеров кулачкового механизма, а именно, начального радиусакулачка и межосевого расстояния, при которых выполняется обязательное условие проектирования; 2) построение профиля кулачка.

Определение основных размеров кулачкового механизма.

Для определения области допустимого расположения центра вращения кулачка строят график на базе траектории точкиВ. Исходным для этого построения является заданный на рис. 23.1,аграфиккоторый приможно рассматривать или как график (V_B, t) изменения ско­роститочкиВво времени или как графикизменения передаточной функции скорости точкиВ. Поэтому графикзначений дуговых координат точкиВтолкателя строят графическим интегрированием зависимости(см. рис. 23.1,а, б); масштабы рассчитывают по формулам, приведенным в лекции 22.

Как и для механизма с прямолинейно движущимся толкателем, при построении графика все линейные размеры откладываютв одном масштабе (который на рис. 23.3,бпринят равнымна рис. 23.1,б). Длину толкателя 2 на рис. 23.3,бизображают отрезком, а передаточную функцию скорости точкиВ- отрезками, рассчитанными по одной из формул (23.1).

От начального положения на траектории точкиВмасштабеоткладывают ее дуговые координаты, используя графикна рис. 23.1б; например,и т.д. (см. рис. 23.3,б). Отрезкидля фазы удаления (поз. 0...5) строят перпендикулярно скорости, т.е. вдоль толкателя и, согласно правилу построения этих отрезков (см. рис. 22.2,в), слева от траектории точкиВтак как рабочее направление вращения кулачка - против часовой стрелки. Графикдля фазы удаления проходит через точкиконцы отрезков передаточной функции (см. рис. 23.3,б). Для выполнения ус­ловияна фазе удаления толкателя, из крайних точеки получен­ного графика проводят два граничных луча под угломк прямымиперпендикулярным толкателю соответственно в его положенияхи(а значит, параллельным направлению скоростив этих положениях тол­кателя).

Если выбрать центр вращения кулачка в области I, образованной граничными лучами ниже точки их пересечения (см. рис. 23.3,б), то при вращении кулачка против часовой стрелки угол давления не превысит своего допустимого значения (). Для того, чтобы предусмотреть выполнение также и при реверсе кулачка (при его вращении по часовой стрел­ке), когда удаление толкателя происходит на фазе(см. рис. 23.3,б), строят правую часть графика, используя правило построения отрезковВD. (см. рис. 22.2,г). Граничный луч, проведенный из точкипод угломк прямой(перпендикулярной отрезку, дает точкуOпересечения с лучом, проведенным из(рис. 23.3,б). Эти лучи не должны пересекать график.

Рис. 23.3

Область II, образованная граничными лучами ниже точки их пересечения (см. рис. 23.3,б) - есть область допустимого расположения центра вращения кулачка при реверсивном режиме. Назначение центра вращения кулачка в пределах этой области гарантирует выполнение обязательного условия проектированияв любом положе­нии механизма.

Если условием проектирования являются минимальные габари­ты механизма, то центр Oвращения кулачка назначают в точке пересечения лучей, тогдаи(см. рис. 23.3,б). Если же межосевое расстояниезадано, то центр вращения кулачка выбирают на дуге радиуса, например, в точке; тогда. При этом центр вращения должен быть обязательно в пределах областиII. Полученная величина начального радиуса(или) должна быть достаточной для обеспечения прочности кулачка, его вала и ролика.

Согласно свойству отрезка передаточной функции, угол между прямой, проведенной из центра вращения Oв любую точкуграфикапрямойперпендикулярной отрезку, а следовательно, параллельной скоростиравен углу давления вi-омположении механизма (см. рис. 22.2,в, г). Определив углы давления в различных положениях, строят графиккоторый показывает, что условиепри реверсивном режиме работы кулачкового механизма выполняется. (см. рис. 23.3,г)